是如何突破的？


2014年3月，東麗宣布研制成功的T1100G碳纖維。東麗利用傳統(tǒng)的PAN溶液紡絲技術，精細控制碳化過程，在納米尺度上改善碳纖維的微結(jié)構，對碳化后纖維中石墨微晶取向、微晶尺寸、缺陷等進行控制，從而使強度和彈性模量都得到大幅提升。T1100G的拉伸強度6.6GPa，比T800提高12%（在日本東麗官網(wǎng)最新的說明書中，T1100G強度已修改為7.0GPa）；彈性模量324GPa，提高10%。


M40X碳纖維，日本東麗以納米為單位控制纖維的內(nèi)部結(jié)構，同時讓細小的碳結(jié)晶朝相同方向整齊排列。M40X與現(xiàn)有產(chǎn)品保持了同等彈性模量，同時提高了強度。


在隨后一段時間內(nèi)以及東麗公司最新的碳纖維產(chǎn)品目錄中，一直沒有關于M40X碳纖維的更多信息,當時東麗每年會生產(chǎn)一次M40X碳纖維，且每次產(chǎn)量大概約為2噸左右。限量生產(chǎn)的碳纖維大多專門提供給日本東麗下屬預浸料生產(chǎn)公司，并與公司納米合金樹脂基體進行匹配，該纖維由于具有優(yōu)異的性能，因此在各種領域中均可顯著降低零部件的重量。除了產(chǎn)品自主使用以外，全球知名的自行車生產(chǎn)公司Canyon是全球唯一一家公開使用Toray M40X碳纖維的企業(yè)，由于M40X碳纖維兼具高強度、高剛度，因此Canyon公司通過將其應用于Ultimate CFR車架中，使得重量降低到641克。

拉伸強度正式下調(diào)至5.5GPa


而根據(jù)東麗官網(wǎng)于今年1月公布的M46X型碳纖維技術突破時，對M40X碳纖維性能進行了調(diào)整，碳纖維拉伸強度已由此前的5.7 GPa下調(diào)至5.5 GPa，而拉伸模量則保持不變、依然為377 GPa，此外，該型碳纖維斷裂伸長率為1.5%、體密度為1.79 g/cm3。


隨后，東麗官網(wǎng)在對M40X碳纖維產(chǎn)品進行介紹時，正式將其強度定為5.5GPa，而且指出由于M40X碳纖維同時實現(xiàn)了高強度和高剛度，因此有望提高高爾夫球桿、釣魚竿和自行車等運動器材的性能：


高爾夫球桿：更輕的重量=將多余的重量用于優(yōu)化平衡，提高穩(wěn)定性和飛行距離


釣魚竿：更輕的重量，更高的剛性=更高的靈敏度，更長的拋投能力，更容易釣魚


自行車：更輕的重量，更高的剛性=減少腳踏時的功率損失

高爾夫球桿應用：023年12月，Graphite Design公司推出了限量“TOUR AD DI HIGH MODULUS RELOADED”型超高彈性模量高爾夫球桿。這款高爾夫球桿最為神奇的地方在于，它不但使用了Torayca® T1100G型碳纖維作為偏壓件，此外，通過在其前端使用了Torayca® M40X型碳纖維，實現(xiàn)了低自旋、扭轉(zhuǎn)少的優(yōu)勢。


釣魚竿應用：在今年1月底，中國臺灣釣魚竿制造商溪谷獵人推出的限量版LIMITED CASTING釣魚竿中，使用了高彈性模量M40X碳纖維，大幅升了彈性，在餌的震動與操作上能夠更有效的發(fā)揮擬餌的動作，并且提升了感度，能在魚的咬餌瞬間將感覺傳回給釣手，在第一時間揚竿，提高命中率。


根據(jù)該公司介紹，?M40X碳纖維作為最新款碳纖維，在保持高彈性（40t）的同時，纖維強度提高了約30% ，結(jié)合創(chuàng)新的基體樹脂技術“Nanoalloy®技術”，拉伸強度、壓縮強度、抗沖擊性較傳統(tǒng)40t 碳纖維大幅提升，實現(xiàn)了理想的剛性設計和產(chǎn)品輕量化，同時實現(xiàn)了高強度和高彈性的特點，讓釣竿在保有一定的彈性下有著高拉伸和抗沖擊力且更加輕盈。


根據(jù)小編預測，隨著M40X碳纖維拉伸強度調(diào)整、斷裂伸長率等更多性能指標的公布，以及在高爾夫球桿、釣魚竿等眾多產(chǎn)品中實現(xiàn)應用，該款產(chǎn)品有可能很快進入商品化生產(chǎn)階段。


日本東麗將其碳纖維產(chǎn)品劃分為三代產(chǎn)品


不難發(fā)現(xiàn)，日本東麗公司也是將其碳纖維產(chǎn)品劃分為三代產(chǎn)品，在產(chǎn)品劃分時不但有明確的時間節(jié)點，而且有產(chǎn)品類別和絲束規(guī)格，具體三代產(chǎn)品如下：


?第一代：1970年代，碳纖維實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的初期，纖維絲束規(guī)格為3k-6k，代表性產(chǎn)品包括：T300、M30、M40、M46、M50等級別碳纖維；


?第二代：1980-2000年代，碳纖維實現(xiàn)高強度、高模量化，并具有高生產(chǎn)率，纖維絲束規(guī)格6k-24k，代表性產(chǎn)品包括：T700S、T800H、T800S、T1000、M30S、M35J、M40J、M46J、M50J、M55J、M60J、M65J（技術突破但未商品化）、M70J（技術突破但未商品化）等級別碳纖維。


?第三代：2010-如今，碳纖維進一步高強度、高模量化，纖維絲束規(guī)格≥12k，代表性產(chǎn)品為拉伸強度7GPa的T1100G和超高強度、高彈性模量MX系列。


文章來源： 錢鑫博士，復材網(wǎng)

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來源：賢集網(wǎng)
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